DE19606558A1 - Vehicle drive unit with continuously variable transmission and stepped gearing. - Google Patents

Vehicle drive unit with continuously variable transmission and stepped gearing.

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DE19606558A1 DE1996106558 DE19606558A DE19606558A1 DE 19606558 A1 DE19606558 A1 DE 19606558A1 DE 1996106558 DE1996106558 DE 1996106558 DE 19606558 A DE19606558 A DE 19606558A DE 19606558 A1 DE19606558 A1 DE 19606558A1
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Heinrich Nikolaus
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Abstract

The drive unit has the i.c. engine (1) coupled to the driven wheels via a continuously variable transmission (3) followed by a switched gearing (7) with hydraulically-operated switching elements (K1,K2). The slip of the switching elements is controlled to ensure that the slip limit of the continuously variable transmission is less than that of the switched gearing, with comparison of the ratio between the input and output revs with a stored value, for adjusting the pressure for setting device for the continuously variable transmission and increasing the closure pressure of the switching elements.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrich­ tung mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Hauptan­ spruchs.The invention relates to a drive device processing with the features according to the preamble of the main application saying.

Eine Antriebsvorrichtung, insbesondere für ein land­ und/oder bauwirtschaftlich genutztes Kraftfahrzeug, mit einem stufenlos verstellbaren Getriebe und einem nachge­ schalteten Lastschalt-Getriebe ist bekannt.A drive device, especially for a country and / or motor vehicle used for construction, with a continuously variable transmission and a post switched powershift transmission is known.

Das stufenlose Getriebe besteht aus zwei Kegelschei­ benpaaren, die zwischen sich ein Umschlingungsorgan, wie z. B. ein Schubgliederband, aufnehmen. Die Verstellung des stufenlosen Getriebes erfolgt über eine hydraulische Ver­ stelleinrichtung, deren Druck auf einem möglichst geringen Niveau gehalten werden soll, ohne daß jedoch zwischen den Kegelscheibenpaaren und dem Umschlingungsorgan Schlupf auf­ tritt. Vor antriebsseitigen Stößen ist das stufenlose Ge­ triebe durch eine sogenannte Load-Sensing-Vorrichtung ge­ schützt. Bei der bekannten Antriebsvorrichtung ist nachtei­ lig, daß Drehmomentspitzen, die sich von der Abtriebsseite auf das stufenlose Getriebe auswirken, zum Durchrutschen des Umschlingungsgliedes führen können.The continuously variable transmission consists of two cone discs ben pairs that have a wrapping element between them, such as e.g. B. a pusher belt. The adjustment of the stepless transmission takes place via a hydraulic Ver actuator, the pressure of which is as low as possible Level should be maintained without, however, between the Cone pulley pairs and the wrap slip occurs. The stepless Ge is in front of drive-side impacts drives through a so-called load-sensing device protects. In the known drive device is disadvantageous lig that torque peaks that come from the driven side affect the continuously variable transmission, to slip of the wrap link can lead.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die nachteiligen Auswirkungen von abtriebsseitigen Dreh­ momentspitzen zu eliminieren.The present invention is based on the object the adverse effects of output side rotation to eliminate peak moments.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einer Antriebsvorrichtung gelöst, die neben den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs auch die Merkmale des kennzeichnenden Teils aufweist. The object underlying the invention is achieved with solved a drive device, in addition to the features the preamble of the main claim also the characteristics of characteristic part.  

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung sind den Unteransprüchen 2 bis 5 zu entnehmen.Advantageous embodiments of the invention Drive device are the subclaims 2 to 5 remove.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen zusammenfassend insbesondere darin, daß die nachteiligen Auswirkungen von abtriebsseitigen Drehmomentspitzen auf das stufenlos verstellbare Getriebe vermieden werden. Da neben dem Druck der Verstelleinrichtung für das stufenlose Ge­ triebe auch der Schließdruck der Schaltelemente moduliert wird, wird bei einem optimalen Systemwirkungsgrad ein Durchrutschen des Umschlingungsglieds zuverlässig vermie­ den. Durch den modulierten Schließdruck wird zudem der Ver­ schleiß der Ölzuführungs-Kolbenringe zu den hydraulisch betätigbaren Schaltelementen reduziert. Das Rutschmoment der Schaltelemente im Lastschaltgetriebe wird über die Mo­ dulation des Schließdruckes gesteuert. Dieser Schließdruck ist an zeitliche Belastungsänderungen angepaßt. Daher ist der Sicherheitsfaktor des betätigten Schaltelements immer niedriger als der des stufenlos verstellbaren Getriebes. Wegen des modulierten Druckes läßt sich ferner Leistung für den Pumpenantrieb reduzieren.The advantages that can be achieved with the invention exist in summary, in particular, that the disadvantageous Effects of torque peaks on the output side continuously variable transmissions can be avoided. Besides the pressure of the adjustment device for the stepless Ge drives the closing pressure of the switching elements modulated with an optimal system efficiency Avoid slipping of the belt link reliably the. Due to the modulated closing pressure, the Ver wear of the oil supply piston rings to the hydraulic actuated switching elements reduced. The slip moment of the shift elements in the powershift transmission is over the Mo dulation of the closing pressure controlled. This closing pressure is adapted to changes in time. thats why the safety factor of the actuated switching element always lower than that of the continuously variable transmission. Because of the modulated pressure, power can also be used for reduce the pump drive.

Weitere, für die Erfindung wesentliche Merkmale sowie die daraus resultierenden Vorteile sind der nachfolgenden Erläuterung eines Ausführungsbeispiels anhand der Abbildung zu entnehmen.Other features essential to the invention as well the resulting benefits are as follows Explanation of an embodiment using the illustration refer to.

Ein schematisch angedeuteter Motor 1 treibt ein erstes Kegelscheibenpaar 2 eines stufenlosen Getriebes 3, das durch ein zweites Kegelscheibenpaar 4 und ein Umschlin­ gungsorgan 5 vervollständigt wird.A schematically indicated motor 1 drives a first pair of conical disks 2 of a continuously variable transmission 3 , which is completed by a second pair of conical disks 4 and a looping member 5 .

Das zweite Kegelscheibenpaar 4 ist mit einer Eingangs­ welle 6 eines Lastschalt-Getriebes 7 drehfest verbunden. The second pair of conical disks 4 is rotatably connected to an input shaft 6 of a powershift transmission 7 .

Eine Ausgangswelle 8 des Lastschalt-Getriebes 7 trägt ein Kegelrad 9, das z. B. mit einem Tellerrad eines Aus­ gleichsgetriebes in Antriebsverbindung steht (nicht darge­ stellt). Vom Ausgleichsgetriebe wird die Leistung in her­ kömmlicher Weise über je eine Achshalbwelle auf die getrie­ benen Räder des Kraftfahrzeugs übertragen.An output shaft 8 of the powershift transmission 7 carries a bevel gear 9 which, for. B. with a ring gear of a differential gear is in drive connection (not shown). From the differential, the power is transmitted in a conventional manner via an axle half-shaft to the driven wheels of the motor vehicle.

Auf der Ein- und Ausgangswelle 6, 8 des Lastschalt-Ge­ triebes sind Geber 10 und 11 für Drehzahlsensoren 12 und 13 angeordnet. Die ermittelten Drehzahlen der Ein- und Aus­ gangswelle 6, 8 werden einem elektronischen Steuergerät 14 zugeführt. Im elektronischen Steuergerät 14 wird das Ver­ hältnis der Drehzahlen der Ein- und Ausgangswelle 6 und 8 gebildet. Der Wert des aktuell ermittelten Verhältnisses wird mit einem abgespeicherten, gangabhängigen Wert vergli­ chen. Bei Abweichungen wird auf Schlupf in einem betätigten Schaltelement K1 oder K2 erkannt.On the input and output shaft 6 , 8 of the powershift gearbox, encoders 10 and 11 for speed sensors 12 and 13 are arranged. The determined speeds of the input and output shaft 6 , 8 are fed to an electronic control unit 14 . In the electronic control unit 14 , the ratio of the speeds of the input and output shafts 6 and 8 is formed. The value of the currently determined ratio is compared with a stored, gear-dependent value. In the event of deviations, slip is detected in an actuated switching element K1 or K2.

Wird auf Schlupf erkannt, wird vom elektronischen Steuergerät 14 über eine Signalleitung 15 ein elektroma­ gnetisch betätigbares Drucksteuerventil 16 geschaltet. Bei auf tretendem Schlupf im Lastschalt-Getriebe wird der Druck p_W der Verstelleinrichtung des stufenlosen Getrie­ bes 3 und im nachfolgenden Schritt der Schließdruck der Schaltelemente K1 bzw. K2 erhöht. Durch die Modulation des Drucks der Verstelleinrichtung und des Schließdrucks der Schaltelemente wird das Rutschmoment der Schaltelemente des Lastschalt-Getriebes so gesteuert, daß die Rutschgrenze des Lastschalt-Getriebes 7 kleiner als die des stufenlos ver­ stellbaren Getriebes 3 ist.If slip is detected, the electronic control unit 14 switches an electromagnetically actuated pressure control valve 16 via a signal line 15 . In tretendem to slip in the power shift transmission of the pressure of the adjusting device of the continuously variable p_W Getrie bes 3 and in the subsequent step, the closing pressure of the switching elements K1 and K2 increased. By modulating the pressure of the adjusting device and the closing pressure of the switching elements, the slip torque of the switching elements of the powershift transmission is controlled so that the slip limit of the powershift transmission 7 is less than that of the continuously variable transmission 3 .

Somit lassen sich die Schaltelemente, die zwischen dem stufenlosen Getriebe 3 und dem Abtrieb (Ritzel 7) als Schutzelemente einsetzen, um abtriebsseitige Drehmoment­ spitzen abzubauen. Thus, the switching elements that are used between the continuously variable transmission 3 and the output (pinion 7 ) as protective elements in order to reduce peak torque on the output side.

Ein kurzzeitiger Schlupf eines der Schaltelemente K1 oder K2 kann ohne weiteres hingenommen werden. In diesem Fall wird der Druck der Verstelleinrichtung bzw. der Schließdruck der Schaltelemente nicht verändert. Lediglich, wenn die Rutschphase ein vorgegebenes Zeitfenster über­ schreitet, wird der Druck auf ein höheres Niveau gesetzt.A brief slip of one of the switching elements K1 or K2 can easily be accepted. In this The pressure of the adjusting device or the Closing pressure of the switching elements has not changed. Only, when the slip phase over a predetermined time window progresses, the pressure is set to a higher level.

Bei einem praktisch erprobten Getriebe hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Schließdruck der Schaltelemente K1, K2 des Lastschalt-Getriebes 7 periodisch abzusenken, um die Rutschgrenze zu ermitteln. Der Druck der Verstelleinrichtung und der Schließdruck der Schaltelemente kann dann auf einen Wert eingestellt werden, der etwas hö­ her als der der Rutschgrenze entsprechende Wert ist.In a transmission that has been tried and tested in practice, it has proven to be particularly advantageous to periodically lower the closing pressure of the shifting elements K1, K2 of the powershift transmission 7 in order to determine the slip limit. The pressure of the adjusting device and the closing pressure of the switching elements can then be set to a value which is somewhat higher than the value corresponding to the slip limit.

Alternativ hierzu kann auch die Häufigkeit des Durch­ rutschens eines Schaltelements K1 oder K2 innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters ermittelt werden. Übersteigt die Häufigkeit des Durchrutschens einen vorgegebenen Zahlen­ wert, kann in analoger Weise der Druck der Verstelleinrich­ tung und der Schließdruck der Schaltelemente auf einen hö­ heren Wert adaptiert werden.Alternatively, the frequency of the through can also be used slip of a switching element K1 or K2 within a predetermined time window can be determined. Exceeds that Frequency of slipping through a given number value, the pressure of the adjuster can be analogously tion and the closing pressure of the switching elements to a high higher value can be adapted.

Da mit einem modulierten Druck anstelle eines höheren, konstanten Drucks gearbeitet wird, wird Pumpenleistung ge­ spart und ferner wird auftretender Verschleiß an den Kol­ benringen für die Druckölzuführung zu den Schaltelementen reduziert.Because with a modulated pressure instead of a higher one, constant pressure is worked, pump power is ge saves and also occurs wear on the Kol use for the pressure oil supply to the switching elements reduced.

Mit einer sogenannten Load-Sensing-Einrichtung werden Drehmomentspitzen, die von der Antriebsseite herkommen, abgebaut. With a so-called load-sensing device Torque peaks that come from the drive side, reduced.  

Das Drucksteuerventil 16 ist über eine Hydrauliklei­ tung 18, die auch zu den Schaltelementen K1, K2 führt, mit einer Hydraulikpumpe 19 verbunden.The pressure control valve 16 is connected via a Hydrauliklei device 18 , which also leads to the switching elements K1, K2, with a hydraulic pump 19 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Motor
2 erstes Kegelscheibenpaar
3 stufenlos verstellbares Getriebe
4 zweites Kegelscheibenpaar
5 Umschlingungsorgan
6 Eingangswelle
7 Lastschalt-Getriebe
8 Ausgangswelle
9 Abtriebsritzel
10 Geber
11 Geber
12 Drehzahlsensor
13 Drehzahlsensor
14 elektronisches Steuergerät
15 Signalflußleitung
16 Drucksteuerventil
17 Load-Sensing-Einrichtung
18 Hydraulikleitung
19 Hydraulikpumpe
K1 Schaltelement
K2 Schaltelement
p_W Druck der hydraulischen Verstelleinrichtung 1 engine
2 first pair of conical disks
3 continuously adjustable gears
4 second pair of conical pulleys
5 looping device
6 input shaft
7 powershift transmission
8 output shaft
9 output pinion
10 donors
11 donors
12 speed sensor
13 speed sensor
14 electronic control unit
15 signal flow line
16 pressure control valve
17 Load sensing device
18 hydraulic line
19 hydraulic pump
K1 switching element
K2 switching element
p_W Pressure of the hydraulic adjustment device

Claims (5)

1. Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei der die Antriebsleistung von einem Motor (1) über ein stufenlos verstellbares Getriebe (3) und ein nachgeschaltetes Last­ schalt-Getriebe (7) mit hydraulisch betätigbaren Schaltele­ menten (K1, K2) auf die getriebenen Räder geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Rutschmo­ ment der Schaltelemente (K1, K2) des Lastschalt-Getrie­ bes (7) so gesteuert wird, daß die Rutschgrenze des Last­ schalt-Getriebes kleiner als die des stufenlos verstellba­ ren Getriebes ist.1. Drive device for a motor vehicle, in which the drive power of an engine ( 1 ) via a continuously variable transmission ( 3 ) and a downstream load-shifting transmission ( 7 ) with hydraulically actuated Schaltele elements (K1, K2) passed on the driven wheels is characterized in that the Rutschmo element of the switching elements (K1, K2) of the powershift gearbox bes ( 7 ) is controlled so that the slip limit of the powershift gearbox is less than that of the continuously variable transmission. 2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Ein- zur Ausgangsdrehzahl des Lastschalt-Getriebes (7) gebildet und mit einem gespeicherten, gangabhängigen Wert verglichen wird und daß bei Abweichungen des ermittelten Verhältnisses vom abgespeicherten Wert auf Schlupf im Lastschalt-Getrie­ be (7) erkannt wird und zunächst der Druck der Verstellein­ richtung des stufenlosen Getriebes (3) und anschließend der Schließdruck der Schaltelemente (K1, K2) erhöht wird.2. Drive device according to claim 1, characterized in that the ratio of the input to the output speed of the powershift transmission ( 7 ) is formed and compared with a stored, gear-dependent value and that in the event of deviations in the determined ratio from the stored value to slip in the powershift Gearbox be ( 7 ) is recognized and first the pressure of the adjusting device of the continuously variable transmission ( 3 ) and then the closing pressure of the switching elements (K1, K2) is increased. 3. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließ­ druck der Schaltelemente (K1, K2) des Lastschalt-Getrie­ bes (7) periodisch abgesenkt wird, um die Rutschgrenze des Lastschalt-Getriebes zu ermitteln und daß der Druck der Verstelleinrichtung und der Schließdruck der Schaltelemen­ te (K1, K2) auf einen Wert eingestellt wird, der höher als der der Rutschgrenze entsprechende Wert ist. 3. Drive device according to claims 1 and 2, characterized in that the closing pressure of the switching elements (K1, K2) of the powershift gearbox bes ( 7 ) is periodically lowered to determine the slip limit of the powershift gearbox and that the pressure of the Adjustment device and the closing pressure of the switching elements (K1, K2) is set to a value which is higher than the value corresponding to the slip limit. 4. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal der Ein- und Ausgangsdrehzahl des Lastschalt-Getriebes (7) an einem elektronischen Steuergerät (14) anliegt, das bei Schlupf im Lastschalt-Getriebe (7) ein variabel einstell­ bares Drucksteuerventil (16) betätigt.4. Drive device according to claims 1 to 3, characterized in that the signal of the input and output speed of the powershift transmission ( 7 ) is applied to an electronic control unit ( 14 ) which sets a variable when slipping in the powershift transmission ( 7 ) bares pressure control valve ( 16 ) actuated. 5. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums die Häufigkeit des Durchrut­ schens der Schaltelemente (K1, K2) des Lastschalt-Getrie­ bes (7) ermittelt wird und daß der Druck der Verstellein­ richtung und der Schließdruck der Schaltelemente für den darauffolgenden Zeitraum auf einen höheren Wert eingestellt wird, falls die Häufigkeit des Auftretens von Schlupf in den Schaltelementen (K1, K2) den vorgegebenen Wert über­ schreitet.5. Drive device according to claims 1 and 2, characterized in that within a predetermined period of time the frequency of sagging the switching elements (K1, K2) of the powershift gearbox bes ( 7 ) is determined and that the pressure of the adjusting device and the closing pressure the switching elements is set to a higher value for the subsequent period if the frequency of occurrence of slip in the switching elements (K1, K2) exceeds the predetermined value.
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Cited By (3)

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